Thiết kế giao diện cho hệ thống Cơ điện tử Full Code

Thiết kế dao diện điều khiển cho hệ thống cơ điện tử Tài liệu tham khảo cho tất cả mọi người Có code kèm theo

NỘI DUNG BÁO CÁO

I Tổng quan về hệ thống cơ điện tử

I.1 Giới thiệu về chức năng nhiệm vụ của hệ thống

Trình bày tổng quan về hệ thống cơ điện tử ứng dụng cho mục đích gì? Có những ưu nhược điểm

gì Có thể liên hệ với các hệ thống đang ứng dụng trong thực tế

I.2 Mục tiêu hoàn thành của đề tài

Nêu các nhiệm vụ phải hoàn thành trong suốt quá trình thực hiện đề tài

II Các thành phần cơ bản của hệ thống cơ điện

II.1 Các phần tử đầu vào

Trình bày về các thông tin cơ bản của mỗi phần tử đầu vào:

- Chức năng, nguyên lý hoạt động

- Thông số kỹ thuật: điện áp hoạt động, phạm vi hoạt động, dạng tín hiệu điều khiển, ký hiệu phần tử

II.2 Các phần tử đầu ra

Trình bày về các thông tin cơ bản của mỗi phần tử đầu ra:

- Chức năng, nguyên lý hoạt động

- Thông số kỹ thuật: điện áp hoạt động, dạng tín hiệu điều khiển, ký hiệu phần tử

II.3 Bộ điều khiển

Giới thiệu tổng quan và thông số kỹ thuật của Bộ điều khiển

II.4 Các dạng giao tiếp được sử dụng

Trình bày các dạng giao tiếp được sử dụng để kết nối giữa các phần tử điều khiển và giao diện điều khiển

III Hệ thống điều khiển của hệ thống cơ điện tử

III.1.Sơ đồ mạch điện

Thiết kế sơ đồ kết nối mạch điện cho các phần tử điều khiển với Bộ điều khiển

III.2.Chương trình điều khiển

Giới thiệu tóm lược chức năng các hàm lập trình cho Bộ điều khiển

Lưu ý: Phần chương trình để trong phần Phụ lục

 Hàm nhietdo()

Chức năng của hàm này là lấy giá trị nhiệt độ và độ ẩm của cảm biến DHT11.

 Hàm kiemtramua()

Chức năng của hàm này là đọc giá trị từ cảm biến mưa và gán vào biến value Giá

trị của hàm này trả về giá trị “1” nếu trời mưa và trả về giá trị “0” nếu trời không mưa

 Hàm tinhphantram()

Chức năng của hàm này là trả về giá trị phần trăm rèm đang mở

 Hàm lưu và lấy giá trị từ bộ nhớ EEPROM

Hàm EEPROM.write(thứ tự ô nhớ, giá trị lưu):Lưu giá trị muốn lưu vào 1 ô nhớ

nhất định trong bộ nhớ EEPROM

Ví dụ: EEPROM.write(2,100): Lưu giá trị 100 vào ô nhớ thứ 2

Hàm EEPROM.read(thứ tự ô nhớ): Đọc giá trị của một ô nhớ nhất định trong bộ

nhớ EEPROM

Ví dụ: EEPROM.read(3): Đọc giá trị ở ô nhớ thứ 3 trong EEPROM

 Hàm mo(), dong(), dung()

Hàm mo() thực hiện các chức năng sau:

 Cho động cơ bước quay thuận số bước tương ứng với mở 1% rèm

 Tính toán phần trăm rèm hiện tại và gửi lên giao diện điều khiển

 Lưu trạng thái phầm trăm rèm vào bộ nhớ EEPROM

Hàm dong() thực hiện các chức năng sau:

 Cho động cơ bước quay ngược số bước tương ứng với đóng 1% rèm

 Tính toán phần trăm rèm hiện tại và gửi lên giao diện điều khiển

 Lưu trạng thái phầm trăm rèm vào bộ nhớ EEPROM

Hàm dung() thực hiện các chức năng sau:

 Động cơ bước dừng lại dẫn đến rèm đứng yên

 Tính toán phần trăm rèm hiện tại và gửi lên giao diện điều khiển

 Lưu trạng thái phầm trăm rèm vào bộ nhớ EEPROM

 Hàm vitriv(int a)

Chức năng của hàm này là mở rèm đến phần trăm “a”

 Hàm dongremtroimua()

Chức năng của hàm này là nếu kiểm tra trời đang mưa thì mở rèm 100%

 Hàm moremnhietdo(int a)

Chức năng của hàm này là kiểm tra nếu nhiệt độ nhận từ cảm biến DHT11 mà lớn hơn giá trị “a” thì mở rèm 100%

 Hàm morem()

Chức năng của hàm này là nếu đúng giờ đã cài đặt trên giao diện thì mở rèm 100%

 Hàm moremtheoas()

Chức năng của hàm này là đọc giá trị cường độ ánh từ cảm biến ánh sáng Ứng với mỗi giá trị thì rèm sẽ ở ở các khoảng khác nhau như 0%, 25%, 50%, 75%, 100%

III.3.Giao diện điều khiển

- Ứng dụng được lập trình bằng Windows Form, sử dụng ngôn ngữ lập trình C++

- Ứng dụng hiện tại chỉ chạy trên máy tính

- Chức năng của các phần tử trên giao diện điều khiển

Hình trên là giao diện điều khiển chính của hệ thống giao diện được chia thành 4 vùng tường ứng từ 1-4

Vùng 1: Cài đặt kết nối

 ComboBox 1 có chức năng khi người dùng nhấn chuột vào thì sẽ xuất hiện các cổng kết nối Người dùng có thể chọn cổng kết nối phù hợp để giao tiếp giữa hệ thống và máy tính

 Textbox 2 có chức năng hiển thị trạng thái kết nối của rèm Nếu xuất hiện chữ

“Disconnected” và nền đỏ có nghĩa là chưa được kết nối giữa rèm và máy tính Nếu xuất hiện chữ “Connecting” và nền xanh có nghĩa là đã và đang kết nối giữa rèm và máy tính

2 1

 Nút connect có chức năng kết nối giữa rèm và giao diện máy tính sau khi đã

chọn cổng kết nối

 Nút disconnect có chức năng ngắt kết nối giữa rèm và giao diện máy tính Vùng 2: Hiển thị các thông tin

Vùng này sẽ hiển thị các thông tin từ bộ điều khiển gửi lên máy tính bao gồm nhiệt

độ, độ ẩm và trạng thái mưa

Vùng 3: Vùng điều khiển

 Khu vực 1: Hiển thị phần trăm mở rèm

 Nút mở: Khi người dùng nhất nút này thì rèm sẽ mở liên tục

 Nút đóng: Khi người dùng nhất nút này thì rèm sẽ đóng liên tục

 Nút dừng: Khi người dùng nhất nút này thì rèm sẽ dừng lại, sẽ không mở rèm hoặc đóng rèm nữa

 Thanh trượt số 2: Khi người dùng kéo thanh trượt này thì có tác dụng điều khiển tốc độ đóng, mở rèm nhanh hay chậm Và có 5 tốc độ từ 1 đến 5 tương ứng với từ chậm đến nhanh để người có thể lựa chọn Tốc độ mặc định là 1

 Checkbox số 3: Có chức năng lựa chọn cách điều khiển bằng nút bấm hay bằng thanh trượt Ban đầu thanh trượt số 4 và nút OK sẽ được ẩn đi Lúc này người dùng chỉ có thể điều khiển đóng mở rèm bằng các nút bấm ở trên Khi người dùng tích vào checkbox số 3 này thì các nút bấm ở trên sẽ ẩn đi và thanh trượt số 4 và nút ok sẽ hiện ra Lúc này người dùng sẽ điều khiển đóng

mở rèm bằng thanh trượt và không điều khiển rèm bằng nút bấm được nữa

 Thanh trượt 4: Cho phép người dùng kéo đến phần trăm muốn mở rèm

 Nút Ok: Khi người dùng đã chọn được phần trăm rèm muốn mở ở thanh trượt thì ấn nút OK thì rèm bắt đầu sẽ thực thi lệnh và mở rèm đến đúng phần trăm đó

Vùng 4: Hiển thị trạng thái các chức năng tự động

1

4 3

2

Vùng này sẽ hiển thị 5 chức năng và trạng thái của 5 chức năng đó là ON hoặc OFF.

Khi người dùng nhấn Thiết lập tự động thì một giao diện mới sẽ hiện lên và cho phép

người dùng bật, tắt và cài đặt 5 chức năng này

 Giao diện thiết lập tự động

Người sẽ tích vào các checkbox để bật hoặc tắt các chức năng Người dùng cài đặt các thông số bên cạnh ứng với các chức năng đó như cài đặt nhiệt độ khi quá nhiệt hoặc cài đặt thời gian

- Hướng dẫn cách bước kết nối, cài đặt và sử dụng giao diện điều khiển và hệ thống cơ điện tử

Điều khiển rèm của thông minh ngoài trời có 2 cách:

+ Cách 1: Điều khiển bằng 3 nút bấm cảm ứng (tương ứng với mở, đóng và dừng lại)

+ Cách 2: Sử dụng giao diện điều khiển

Hướng dẫn các bước kết nối

Hệ thống rèm này có 2 cách kết nối là kết nối trực tiếp bằng cap và kết nối qua bluetooh Chắc kết nối trực tiếp hay qua bluetooh chỉ khác nhau về chọn cổng COM Còn lại giao diện và các chức năng đều như nhau

 Bước 1: Nhấn vào comboBox sẽ xuất hiện các cổng kết nối Và chọn cổng kết nối phù hợp

 Bước 2: Sau khi chọn được cổng kết nối, nhấn nút connect để bắt đầu kết nối.

Khi chữ “Disconnected” nền đỏ trong ô textbox chuyển thành “connecting…” nền xanh thì quá trình kết nối hoàn tất

Sau khi kết nối xong t được giao diện như hình:

Sử dụng giao diện

 Người dùng có thể giám sát nhiệt độ, độ ẩm, trạng thái mưa ở khu vực thông tin

 Tại khu vực điều khiển, người dùng có thể điều khiển mở, đóng rèm bằng các nút bấm hoặc bằng thanh trượt Ngoài ra, người dùng có thể giám sát được phần trăm rèm đang mở hoặc có thể điều chỉnh tốc độ mở, đóng rèm bằng thanh trượt tốc độ

 Tại khu vực điều khiển hiển thị cho người dùng tên các chức năng và trạng

thái của các chức năng đó Người dùng ấn vào Thiết lập tự động để cài đặt

hoặc bật tắt các chức năng đó

 Các chức năng tự động và cách sử dụng

Có 5 chức năng tự động Để bật các chức năng chỉ cần tích vào các ô

checkbox tương ứng Để tắt chức năng đó ta cần bỏ tích tại ô checkbox

o Chức năng mở rèm khi trời mưa

Khi chức năng này được bật, nếu trời có mưa thì ngay lập tức rèm sẽ được mở 100% Khi rèm đã mở 100% thì chức năng mở rèm theo cường độ ánh sáng sẽ được tắt nếu chức năng này bật

Chức năng mở rèm khi quá nhiệt

Khi chức năng này được bật, nếu nhiệt độ ngoài trời mà lớn hơn nhiệt

độ đặt thì ngay lập tức rèm sẽ được mở 100% Khi rèm đã mở 100% thì chức năng mở rèm theo cường độ ánh sáng sẽ được tắt nếu chức năng này bật

Chức năng mở rèm theo cường độ ánh sáng

Khi chức năng này được bật thì tùy thuộc vào cường độ ánh sáng đo từ cảm biến mà sẽ có các mức mở rèm khác nhau Có các mức mở rèm là 0%, 25%, 50%, 75%, 100%

o Chức năng hẹn giờ mở rèm.

Khi chức năng này được bật thì khi đến đúng thời gian cài đặt sẵn rèm

sẽ mở 100% Người dùng cài đặt thời gian bằng cách chọn giờ và phút

ở bên cạnh chức năng Khi rèm đã mở 100% thì chức năng mở rèm theo cường độ ánh sáng sẽ được tắt nếu chức năng này bật

o Chức năng hẹn giờ đóng rèm

Khi chức năng này được bật thì khi đến đúng thời gian cài đặt sẵn rèm

sẽ đóng 0% Tuy nhiên, nếu chức năng mở rèm khi trời đang mưa bật, hiện tại trời đang mưa hoặc chức năng mở rèm khi quá nhiệt bật và nhiệt độ ngoài trời đang quá nhiệt độ đặt thì rèm sẽ không được đóng

về 0% Khi rèm đã đóng về 0% thì chức năng mở rèm theo cường độ ánh sáng sẽ được tắt nếu chức năng này bật

Vì vậy mà chúng ta có thể thực hiện đơn lẻ các chức năng hoặc kết hợp với nhau.Thậm chí là có thể sử dụng cả 5 chức năng trên cùng một lúc

Ngoài ra thì rèm còn có chức năng tự động lưu vị trí và các chức năng đang thực hiện vào bộ nhớ EEPROM Khi mất điện thì vị trí, các chức năng sẽ tiếp tục hoạt động tiếp chứ không phải chạy lại từ đầu

IV Kết luận và phương hướng phát triển

Đúc kết và thảo luận những kết quả đã đạt được

Nêu phương hướng có thể tiếp tục cần phát triển của đề tài trong tương lai

PHỤ LỤC

A Chương trình điều khiển của bộ điều khiển

B. Chương trình thiết kế giao diện điều khiển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

(Nếu có)